Açık Deniz Rüzgar Türbini Temeline Ait Bir Flanşın Tüm Yüzeylerinin Denetimi

Özet
Bir rüzgar enerjisi ekipmanı üretim şirketinin teknisyenleri, açık deniz rüzgar enerjisi temeline ait büyük ölçekli bir flanşı, SCANTECH’in taşınabilir 3D lazer tarayıcısı KSCAN-Magic ve fotogrametri sistemi MSCAN-L15 ile ölçtü ve denetledi. Projenin amacı, flanşın tüm yüzey verilerini elde etmek ve geometrik boyutlandırma ve tolerans (GD&T) gerekliliklerini karşılayıp karşılamadığını denetlemekti. Flanş üzerinde yer alan 120 civata deliği incelendi ve konum, düzlemsellik gibi belirli GD&T özellikleri ölçüldü.

Arka Plan
Rüzgar enerjisi; sürdürülebilir, yenilenebilir ve temiz bir enerji kaynağı olarak giderek daha yaygın biçimde endüstriyel elektrik üretiminde kullanılmaktadır. Geleneksel fosil yakıtlarla karşılaştırıldığında çevre üzerindeki etkisi çok daha azdır. Rüzgar enerjisi hem kara hem de açık deniz rüzgar çiftliklerinde üretilmektedir ve bu çiftlikler çok sayıda bireysel türbinden oluşur. Açık deniz rüzgar çiftliklerinin inşa ve bakım maliyetleri yüksektir. Bu nedenle, rüzgar türbini ve kule parçalarının katı gerekliliklere uygun olması son derece önemlidir.

Projenin Amaçları
Bu vakadaki müşteri, 1995 yılında kurulan ve 2006 yılının Eylül ayından bu yana Hong Kong Menkul Kıymetler Borsası ana tahtasında işlem gören Jutal Offshore Oil Service Co., Ltd. şirketidir. Şirket; petrol ve gaz sektörüne ileri teknolojiyle donatılmış petrol ve gaz ekipmanları üretimi, açık deniz mühendisliği, modül inşası ve teknik destek hizmetleri sunmaktadır.

Şebeke ölçeğindeki rüzgar türbinleri büyük ve ağırdır; dolayısıyla parçaları da genellikle büyük boyutlardadır. Bu projede incelenen flanş yaklaşık 10 metre yüksekliğinde ve 6 metre genişliğindedir. Şirket, bu flanşı ölçmek ve geometrik boyutlandırma ve tolerans (GD&T) gerekliliklerine uygunluğunu denetlemek istemektedir; böylece flanş açık deniz rüzgar türbini temel yapısına sorunsuz bir şekilde entegre edilebilecektir.

Optik 3D lazer tarayıcıyla yüzeylerin düzlemsellik ve paralellik ölçümleri gerçekleştirilmelidir. Civata deliklerinin çapı ile birlikte konumu, açıları ve diğer parametrelerinin ölçülmesi gerekmektedir. Ölçüm sonuçlarının doğruluğu 0,1 mm hassasiyetinde olmalıdır.

Zorluklar

Büyük Ölçekli Parça
Parça silindirik bir yapıya sahip olup, 10 metre yüksekliğe ve 6 metre çapa sahiptir. Ölçülmesi gereken flanş, parçanın üst kısmında yer almaktadır. Yerden oldukça yüksekte bulunan bu denli büyük bir parçanın ölçülmesi oldukça zordur.

Zorlu Üretim Alanı Koşulları
Üretim sahasında yer alan makineler gibi ürün ekipmanları ve vinçler gibi taşıma ekipmanları titreşimlere neden olur. Flanşın sahada ölçülmesi gerektiğinden, çevresel titreşimlerin ölçüm sonuçlarını etkilemesi kaçınılmazdır. Ayrıca, üretim alanı toz ve kaynak kıvılcımlarıyla doludur; bu durum ölçüm sürecini oldukça zorlaştırmaktadır.

Yüksek Hacimli Ölçüm Görevi
Teknisyenler, kısa sürede 120 civata deliğinin konumu gibi GD&T parametrelerini ölçmek zorunda oldukları için yüksek hacimli bir ölçüm görevini yerine getirmekle karşı karşıya kalmıştır.

Çalışma Akışı
Kullanılan Cihazlar: KSCAN-Magic + MSCAN-L15

Tarama Süreci:
İlk olarak, yüksek hassasiyetli fotogrametri sistemi MSCAN-L15 ile referans noktalarının verileri toplandı. Ardından bu veriler, elde taşınabilen ve yüksek hassasiyetli 3D tarayıcı KSCAN-Magic’e aktarılarak yüzey taraması gerçekleştirildi.

Tarama Süresi: 2 saat

Flanşın tamamı 3D olarak taranarak parçanın nokta bulutu elde edildi. SCANTECH’in 3D yazılımı ile birlikte kullanıldığında, belirli GD&T değerleri elde edildi. Flanşın üst ve alt yüzeylerinin düzlemsellik ve paralellik değerleri denetlendi. Ayrıca, civata deliklerinin konumları, iki delik arasındaki açı, deliklerin paso dairesine olan mesafesi ve paso dairesi çapı gibi ölçümler gerçekleştirildi.

Geleneksel Yöntemlerin Dezavantajları
Müşterinin daha önce kullandığı ölçüm yöntemleri; elektronik total station ve kumpas gibi geleneksel araçlardı. Bu yöntemlerin tüm yüzey verilerini yakalayamaması, yaklaşık 0,5 mm gibi düşük ölçüm hassasiyeti, karmaşık operasyon yapısı ve düşük verimlilikleri; söz konusu ölçüm görevlerinin üstesinden gelmelerini imkansız hale getiriyordu.

Özellikle geleneksel yöntemler yalnızca mesafe gibi iki boyutlu parametreleri ölçebilirken, civata deliklerinin konumu gibi GD&T’nin üç boyutlu parametrelerini ölçemezler. Ayrıca, elektronik total station, dar ve erişilmesi zor olan flanşın alt yüzeyini ölçemez.

Çevresel titreşimler ve toz, elektronik total station ile yapılan ölçümleri büyük ölçüde etkiler. Bu nedenle hazırlanan denetim raporları, müşterinin kalite standartlarını karşılayamamaktadır.

SCANTECH’in 3D Çözümünün Avantajları

Yüksek Doğruluk
Hacimsel doğruluğu 0,015 mm/m’ye kadar olan fotogrametri sistemi MSCAN-L15 ile doğruluğu 0,020 mm’ye kadar ulaşabilen elde taşınabilir 3D tarayıcı KSCAN-Magic’in birleşimi sayesinde mühendisler, son derece doğru ölçüm sonuçları elde etmektedir.

Tam Alan Verisi
Güçlü 3D tarama teknolojisiyle SCANTECH’in 3D çözümü, tam alan 3D veri yakalamayı destekler ve bu veriler arşivleme amacıyla da kullanılabilir. Tam kapsamlı veri, parçanın uygunluğunu doğrulayarak temele tam uyum sağlamasını garantiler.

Zorlu Koşullardan Etkilenmez
Sağlam algoritmalarla tasarlanmış ve havacılık sınıfı alüminyum alaşımından üretilmiş olan KSCAN-Magic, ortamın titreşimlerinden, tozdan ve kaynak kıvılcımlarından etkilenmez. Taşınabilir ve hafif yapısı sayesinde ölçüm görevlerini kolaylıkla yerine getirebilir. KSCAN-Magic’in dayanıklı özellikleri, saha ölçümleri için ideal bir çözüm sunar.

Denetim ve Bakım İçin Sezgisel Veri
Profesyonel analiz yazılımı ile kullanıcılar, sezgisel ve kapsamlı veri ile raporlara ulaşabilir. Bu veriler, teknisyenlerin onarım planlarını oluşturması için referans sağlar. İyileştirilmiş istatistiksel analizlere dayanan düzeltici işlemler sayesinde, onarım sayısı azaltılmış ve verimlilik artırılmıştır.